KR100798590B1 - Process for photoresist regeneration and system thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토레지스트 재생 방법 및 그에 대한 시스템에 관한 것이다. 상기는 새로운(fresh) 포토레지스트의 고체 함량 부피보다 더 큰 고체 함량 부피를 획득하기 위해서 회수된 포토레지스트 용액 중의 휘발성 세척 용매를 저온에서 농축시키고 추출해낸다. 상기 회수된 포토레지스트를 추가로 여과하여 상기 중에 함유된 미립자를 제거하고 포토레지스트 희석 시약을 가하여 그의 고체 함량 및 점도를 조절하여 추정 필름 두께를 새로운 포토레지스트의 두께에 가깝게 만든다. 상기와 같이 수득된 재생된 포토레지스트는 재사용될 수 있으며 보다 낮은 휘발성을 갖는다. 이는 기판 코팅 시 4 개의 구석에서 포토레지스트의 두께를 개선하는데 일조한다.The present invention relates to a photoresist regeneration method and a system thereof. This concentrates and extracts the volatile washing solvent in the recovered photoresist solution at low temperature to obtain a solids content volume that is greater than the solids content volume of the fresh photoresist. The recovered photoresist is further filtered to remove particulates contained therein and photoresist dilution reagent is added to adjust its solids content and viscosity to bring the estimated film thickness closer to that of the new photoresist. The recycled photoresist obtained as above can be reused and has a lower volatility. This helps to improve the thickness of the photoresist in four corners when coating the substrate.
포토레지스트 Photoresist
Description
도 1은 본 발명에 따른 포토레지스트의 재생 흐름도를 나타낸다.1 shows a flowchart of regeneration of a photoresist according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 포토레지스트 재생 시스템의 구성도를 나타낸다.2 shows a schematic diagram of a photoresist regeneration system according to the present invention.
도 3a는 농축 공정을 겪지 않은 재생된 포토레지스트의 코팅 균일도를 나타내는 3D 그래프이다.3A is a 3D graph showing coating uniformity of regenerated photoresist that has not undergone a concentration process.
도 3b는 농축 공정을 겪은 재생된 포토레지스트의 코팅 균일도를 나타내는 3D 그래프이다.3B is a 3D graph showing coating uniformity of regenerated photoresist that has undergone a concentration process.
본 발명은 포토레지스트의 재생 및 재사용을 위해 저온에서 농축에 의해 다양한 휘발성의 세척 용매들을 추출하는, 포토레지스트 재생 방법 및 그에 대한 시스템을 제공한다.The present invention provides a photoresist regeneration method and system for extracting various volatile washing solvents by concentration at low temperature for regeneration and reuse of photoresist.
광전자 공학 또는 반도체 공정에서, 포토레지스트는 통상적으로 회전 코팅(spin coating)에 의해 유리 기판에 침착된다. 균일한 도막을 얻기 위해서, 포토레지스트를 전형적으로는 과량으로 분배시킨다. 일반적으로, 상기 분배된 포토레 지스트의 약 1/10이 유리 기판 상에 침착되는 반면, 나머지는 수거 조(collection tank)의 내벽 상에서 회전하거나 또는 상기 조로 방출된다. 코팅 공정에서, 상기 기계는 상기 내벽을 용매로 주기적으로 세정시켜 상기 벽 상의 포토레지스트를 닦아낼 것이며, 상기 세척 용매와 포토레지스트는 상기 수거 조 내로 흘러 들어갈 것이다. 상기 수거 조 중의 포토레지스트는 상기 수거 조에 함유된 다량의 세척 용매에 의해 희석된다.In optoelectronic or semiconductor processes, photoresists are typically deposited on glass substrates by spin coating. In order to obtain a uniform coating, the photoresist is typically dispensed in excess. Generally, about one tenth of the dispensed photoresist is deposited on a glass substrate, while the remainder rotates or is discharged onto the inner wall of the collection tank. In the coating process, the machine will periodically clean the inner wall with a solvent to wipe off the photoresist on the wall and the cleaning solvent and photoresist will flow into the collection tank. The photoresist in the collection tank is diluted with a large amount of washing solvent contained in the collection tank.
코팅 공정은 코팅된 포토레지스트의 필름 두께에 따라 건식 필름과 습식 필름을 생성시킨다. 습식 필름의 두께는 포토레지스트의 동력학 점도(kinetic viscosity)(μ/ρ; μ는 포토레지스트의 점도이고, ρ는 포토레지스트의 밀도이다)에 따라 변한다. 용매의 비율도 또한 습식 필름의 두께에 영향을 미친다. 포토레지스트 코팅 후 기판의 소성(baking)에서, 상기 포토레지스트의 고체 함량은 건식 필름의 두께에 영향을 미치며; 높은 고체 함량은 보다 두꺼운 필름을, 보다 낮은 고체 함량은 보다 얇은 필름을 생성시킬 것이다.The coating process produces dry and wet films depending on the film thickness of the coated photoresist. The thickness of the wet film varies with the kinetic viscosity of the photoresist (μ / ρ; μ is the viscosity of the photoresist and ρ is the density of the photoresist). The proportion of solvent also affects the thickness of the wet film. In baking the substrate after photoresist coating, the solids content of the photoresist affects the thickness of the dry film; Higher solids content will produce thicker films and lower solids content will produce thinner films.
회수된 폐 포토레지스트를 직접 재사용하는 경우, 그의 필름 두께는 그의 고체 함량이 세척 용매의 함량으로 인해 너무 낮아질 수도 있기 때문에 문제가 되거나, 또는 매우 휘발성인 용매의 함유로 인해 균일도가 불량한 코팅층을 생성시킬 것이다. 따라서 회수된 포토레지스트를 재사용 전에 농축시키고 처리해야 한다.In the case of directly reusing the recovered waste photoresist, its film thickness may be problematic because its solid content may be too low due to the content of the washing solvent, or may result in poor coating uniformity due to the inclusion of highly volatile solvents. will be. Therefore, the recovered photoresist must be concentrated and processed before reuse.
TW 특허 제 389850 호에는 회전 코터 세트에서 교번 속도(alternating speed )로 구동 모터를 사용하여 소정의 간격으로 과잉의 포토레지스트와 세척 용매의 혼합물을 수거하는, "회전 코터로부터 방출된 포토레지스트의 회수 장치"가 개시되어 있다. 상기 특허된 기술은 단지 폐 포토레지스트 용액의 회수 방법을 제공할 뿐이며, 재생된 폐 포토레지시트의 재사용을 개시하지는 않는다. JP 특허 제 11-133619 호에는 폐 포토레지스트와 EBR을 함유하는 폐 용액을 수거하고 그의 고체 함량을 측정하는 포토레지스트의 재생 방법이 개시되어 있으며; 이때 상기 고체 함량이 너무 높은 경우, 용매를 가하여 농도를 조절하며; 역으로 과잉의 용매는 증발시킨다. 이어서 상기 포토레지스트를 여과하여 미립자들과 오염물질을 제거한다. 상기 특허는 단지 포토레지스트의 회수 개념만을 제공할 뿐이며, 회수된 포토레지스트의 조절을 위한 구체적인 제어 조건은 제시하고 있지 않다.TW 389850 discloses a device for recovering photoresist released from a rotating coater, which collects a mixture of excess photoresist and washing solvent at predetermined intervals using a drive motor at an alternating speed in a set of rotating coaters. "Is disclosed. The patented technology merely provides a method of recovering the waste photoresist solution and does not initiate the reuse of the recycled waste photoresist sheet. JP Patent No. 11-133619 discloses a photoresist regeneration method for collecting a waste solution containing waste photoresist and EBR and measuring the solids content thereof; At this time, if the solid content is too high, the solvent is added to adjust the concentration; Conversely, excess solvent is evaporated. The photoresist is then filtered to remove particulates and contaminants. The patent only provides the concept of recovery of the photoresist and does not suggest specific control conditions for the control of the recovered photoresist.
포토레지스트 재생 및 재사용에 관하여, TW 특허 제 200535414 호에는 포토레지스트 재생에 대한 모니터 방법, 재생 방법 및 시스템이 개시되어 있으며, 상기는 휘발성 세척 용매(즉 아세톤)를 감압 하에서 농축에 의해 상기 폐 포토레지스트 용액으로부터 추출하거나 또는 상기 폐 포토레지스트 용액을 포토레지스트 희석제(photoresist thinner)로 희석하여 그의 고체 함량 및 점도를 조절하고, 이어서 회수된 포토레지스트를 여과하여 미립자들을 제거하여 재사용 가능한 포토레지스트를 수득한다. 그러나, 상기 회수된 포토레지스트가 휘발성이 낮은 용매, 예를 들어 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(PGME), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 또는 n-부틸 아세테이트(N-BA)를 함유하는 경우, 상기 용매들을 감압 하에서 농축에 의해 쉽게 추출하지 못한다.Regarding photoresist regeneration and reuse, TW Patent 200535414 discloses a monitoring method, a regeneration method and a system for photoresist regeneration, wherein the waste photoresist is concentrated by concentrating a volatile washing solvent (ie acetone) under reduced pressure. Extracting from the solution or diluting the waste photoresist solution with a photoresist thinner to adjust its solids content and viscosity, and then the recovered photoresist is filtered to remove particulates to obtain a reusable photoresist. However, if the recovered photoresist contains a low volatility solvent such as propylene glycol methyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), or n-butyl acetate (N-BA) Solvents are not easily extracted by concentration under reduced pressure.
따라서, 모든 종류의 세척 용매를 함유하는 포토레지스트에 적합한 포토레지 스트 재생 방법을 개발할 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a photoresist regeneration method suitable for photoresists containing all kinds of washing solvents.
회수된 포토레지스트의 고체 함량은 세척 용매의 함량으로 인해 너무 낮아지거나 또는 추출하기 어려운 휘발성 용매(예를 들어 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 또는 n-부틸 아세테이트)의 함유로 인해 불량한 균일도를 갖는 코팅층을 생성시킬 것이다. 따라서 회수된 포토레지스트를 재사용 전에 농축시키고 처리해야 한다. 본 발명의 목적은 저온 농축에 의해 폐 포토레지스트 중의 세척 용매를 추출하는, 포토레지스트의 재생 방법을 제공하는 것이다. 상기 농축된 포토레지스트는 휘발률이 낮아지며, 이는 유리 기판 코팅 시 4 개의 구석에서 포토레지스트의 두께를 유효하게 개선시킨다.The solids content of the recovered photoresist is poor due to the content of the washing solvent or due to the content of volatile solvents (eg propylene glycol methyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, or n-butyl acetate) that are difficult to extract. Will produce a coating layer with uniformity. Therefore, the recovered photoresist must be concentrated and processed before reuse. It is an object of the present invention to provide a method of regenerating a photoresist, which extracts the washing solvent in the waste photoresist by low temperature concentration. The concentrated photoresist has a low volatility, which effectively improves the thickness of the photoresist in four corners when coating the glass substrate.
본 발명의 또 다른 목적은 회수된 포토레지스트 중의 세척 용매를 추출하기 위해 저온 농축 장치를 사용하여 농축 효율을 개선시키는, 포토레지스트 재생 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a photoresist regeneration system which improves the concentration efficiency by using a low temperature concentration apparatus to extract the wash solvent in the recovered photoresist.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 광전자공학 또는 반도체 공정에서 포토레지스트 코팅에 사용될 수 있는, 재생된 포토레지스트를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a regenerated photoresist that can be used for photoresist coating in optoelectronic or semiconductor processes.
상기 목적들을 성취하기 위해서, 본 발명은 하기의 단계들을 포함하는 포토레지스트 재생 방법을 제공한다:In order to achieve the above objects, the present invention provides a photoresist regeneration method comprising the following steps:
(a) 회수된 포토레지스트의 고체 함량이 새로운(fresh) 포토레지스트의 고체 함량보다 더 높아질 때까지 상기 회수된 포토레지스트 용액 중의 세척 용매를 저온에서 농축에 의해 추출하는 단계;(a) extracting by washing at low temperature the washing solvent in the recovered photoresist solution until the solids content of the recovered photoresist is higher than the solids content of the fresh photoresist;
(b) 상기 농축된 포토레지스트 중의 미립자들을 여과에 의해 제거하는 단계;(b) removing particulates in the concentrated photoresist by filtration;
(c) 용매를 가하여 상기 회수된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 조절하는 단계;(c) adding a solvent to adjust the solids content and viscosity of the recovered photoresist;
(d) 상기 조절된 포토레지스트의 고체 함량(C0) 및 점도(μ0)를 모니터하는 단계; 및(d) monitoring the solids content (C 0 ) and viscosity (μ 0 ) of the adjusted photoresist; And
(c) 고정된 회전 속도 하에서 상기 회수된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 조절하여 표적 필름 두께(Hf)를 획득하는 단계.(c) obtaining a target film thickness (H f ) by adjusting the solids content and viscosity of the recovered photoresist under a fixed rotational speed.
본 발명은 회수된 포토레지스트를 저온에서 농축시켜 그의 고체 함량을 새로운 포토레지스트의 경우보다 더 높게 만드는 단계; 및 상기 농축 회수된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 새로운 포토레지스트의 경우에 가깝도록 조절하는 단계를 포함하는, 포토레지스트의 또 다른 재생 방법을 제공하며, 이때 상기 방법은 회수된 포토레지스트 중의 용매를 저온 농축(low-temperature condensation)에 의해 추출하여 포토레지스트 중의 고체 함량을 증가시킴을 특징으로 한다.The present invention comprises the steps of concentrating the recovered photoresist at low temperature to make its solids content higher than for a new photoresist; And adjusting the solids content and viscosity of the concentrated recovered photoresist to be close to the case of a new photoresist, wherein the method provides a solvent for the recovered photoresist. Extraction by low-temperature condensation increases the solids content in the photoresist.
바람직하게는, 상기 농축 회수된 포토레지스트의 고체 함량은 새로운 포토레지스트의 경우보다 3 내지 8% 더 높고, 보다 바람직하게는 새로운 포토레지스트의 고체 함량보다 5% 더 높다.Preferably, the solids content of the concentrated recovered photoresist is 3-8% higher than that of the new photoresist, and more preferably 5% higher than the solids content of the new photoresist.
본 발명에서, "회수된 포토레지스트(recovered photoresist)"란 용어는, 사용되었지만 포토레지스트 재생 공정에 의해 처리되지 않은 수거 조 중의 폐 포토레지스트를 지칭하는 것으로, 포토레지스트 재생 공정용 원료 물질로 볼 수 있다. 회수된 포토레지스트는 세척 용매들의 혼합물에 의해 희석되었거나 또는 그의 고체 함량 및 점도를 변화시키는 공기 흡입의 결과로서 농축되었을 수도 있다. "재생된 포토레지스트(regenerated photoresist)"란 용어는 고체 함량 조절, 점도 조절 및 불순물 제거의 처리 단계들을 통과한 폐 포토레지스트를 지칭한다. 상기 처리 단계 후에, 재생된 포토레지스트는 고체 함량 및 점도에 대한 사용 명세를 만족시키며, 공정에 재사용될 수 있다. "표적 두께(target thickness)"란 용어는 고정된 회전 속도 하에서 생산된 재생된 포토레지스트의 예상 필름 두께를 지칭한다.In the present invention, the term " recovered photoresist " refers to waste photoresist in a collection tank that has been used but not processed by the photoresist regeneration process, and can be viewed as a raw material for the photoresist regeneration process. have. The recovered photoresist may have been diluted by a mixture of washing solvents or concentrated as a result of air intake which changes its solids content and viscosity. The term "regenerated photoresist" refers to waste photoresist that has passed through processing steps of solids content control, viscosity control and impurity removal. After the treatment step, the regenerated photoresist meets the usage specifications for solids content and viscosity and can be reused in the process. The term "target thickness" refers to the expected film thickness of regenerated photoresist produced under a fixed rotational speed.
본 발명은 저온 농축 장치; 용매 공급 장치; 함량 시험기 및 점도계를 포함하는 모니터 유닛; 및 1.0 내지 0.1 ㎛ 범위의 기공 크기를 갖는 하나 이상의 필터를 포함하는 여과 유닛을 포함하는 포토레지스트 재생 시스템을 제공한다.The present invention provides a low temperature concentrating device; Solvent supply apparatus; A monitor unit comprising a content tester and a viscometer; And a filtration unit comprising at least one filter having a pore size in the range of 1.0 to 0.1 μm.
본 발명은 광전자 공학 또는 반도체 공정에 사용될 수 있는, 본 발명에 따른 포토레지스트 재생 방법으로부터 제조된 재생된 포토레지스트를 제공한다.The present invention provides a regenerated photoresist made from the photoresist regeneration method according to the present invention, which can be used in optoelectronic or semiconductor processes.
본 발명은 회수된 포토레지스트 중의 세척 용매(wash solvent)를 저온 농축에 의해 추출하고, 이어서 용매를 가하여 상기 회수된 포토레지스트의 점도 및 고체 함량을 조절하여 표적 필름 두께를 갖는 재생된 포토레지스트를 수득한다. 코팅, 현상(development) 및 식각(etching) 시험 후에, 본 발명에 따라 수득된 재생된 포토레지스트의 성능은 새로운 포토레지스트의 명세에 근접하고 종래 기술에서 나타나는 4 개의 구석에서의 두께 문제를 개선하는 것으로 나타났다. 상기 시험 결과는 본 발명에 개시된 방법이 포토레지스트를 유효하게 재생시킬 수 있으며 상기 재생된 포토레지스트의 특성을 모니터하여 비용 절감 및 자원 회수의 목적을 성 취할 수 있음을 가리킨다.The present invention extracts the wash solvent in the recovered photoresist by low temperature concentration, and then adds the solvent to adjust the viscosity and solids content of the recovered photoresist to obtain a regenerated photoresist having a target film thickness do. After coating, development and etching tests, the performance of the regenerated photoresist obtained according to the present invention is close to the specification of the new photoresist and improves the thickness problem in the four corners of the prior art. appear. The test results indicate that the method disclosed in the present invention can effectively recycle the photoresist and achieve the purpose of cost reduction and resource recovery by monitoring the properties of the regenerated photoresist.
본 발명은 저온 농축 원리에 의해, 회수된 포토레지스트 용액 중의 세척 용매를 추출한다. 용매는 상이한 포화 증기압과 휘발성을 갖기 때문에, 챔버에 질소를 공급하고 회수된 포토레지스트 용액이 농축되는 동안 상기 챔버를 저온에서 유지시켜 상기 포토레지스트의 성질이 영향을 받지 못하게 하거나 또는 상기 포토레지스트가 반응을 겪지 못하게 한다. 후속적으로, 상기 회수된 포토레지스트를 여과하여 상기 중에 함유된 미립자들을 제거하고, 용매를 가하여 그의 용매 비율을 조절한다. 이어서 점도, 고체 함량 및 필름 두께의 관계를 나타내는 정량적인 등식을 사용하여 재생된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 측정하고 목적하는 표적 두께를 갖는 포토레지스트를 수득한다.The present invention extracts the washing solvent in the recovered photoresist solution by the low temperature concentration principle. Since the solvents have different saturated vapor pressures and volatility, the nitrogen is supplied to the chamber and the chamber is kept at low temperature while the recovered photoresist solution is concentrated so that the properties of the photoresist are not affected or the photoresist reacts. Do not suffer. Subsequently, the recovered photoresist is filtered to remove fine particles contained therein, and a solvent is added to adjust the solvent ratio thereof. A quantitative equation showing the relationship between viscosity, solids content and film thickness is then used to determine the solids content and viscosity of the regenerated photoresist and obtain a photoresist with the desired target thickness.
포토레지스트 코팅 방법에는 건식 필름과 습식 필름이 존재한다. 습식 필름의 두께는 포토레지스트의 동력학적 점도(μ/ρ; μ는 포토레지스트의 점도이고, ρ는 포토레지스트의 밀도이다)에 따라 변한다. 용매의 비율이 또한 습식 필름의 두께에 영향을 미친다. 포토레지스트 코팅 후에 기판의 소성에서, 상기 포토레지스트의 고체 함량은 또한 그의 필름 두께에 영향을 미치며; 높은 고체 함량은 보다 두꺼운 필름을 생성시킬 것이고 보다 낮은 고체 함량은 보다 얇은 필름을 생성시킬 것이다. 상기 설명을 근거로 여러 가정 하에, 건식 필름 두께와 습식 필름 두께간의 관계를 하기와 같이 나타낼 수 있다(Meyerhofer, D., "회전에 의해 생성된 레지스트 필름의 특징", J. Appl. Phys., 49(7), p3993-3997, 1978):In the photoresist coating method there are dry films and wet films. The thickness of the wet film varies with the kinematic viscosity of the photoresist (μ / ρ; μ is the viscosity of the photoresist and ρ is the density of the photoresist). The proportion of solvent also affects the thickness of the wet film. In the firing of the substrate after photoresist coating, the solids content of the photoresist also affects its film thickness; Higher solids content will produce thicker films and lower solids content will produce thinner films. Based on the above description, under various assumptions, the relationship between dry film thickness and wet film thickness can be expressed as follows (Meyerhofer, D., “Characteristics of Resist Films Generated by Rotation,” J. Appl. Phys., 49 (7), p3993-3997, 1978):
상기 식에서,Where
Hf는 건식 필름 두께(상수)이고,H f is the dry film thickness (constant),
k는 관련 용매의 상수이고,k is the constant of the relevant solvent,
C0는 초기 고체 함량이고,C 0 is the initial solids content,
ρ는 밀도이고,ρ is the density,
μ0는 용액의 초기 점도이고,μ 0 is the initial viscosity of the solution,
Ω는 회전 속도이다.Ω is the rotational speed.
실험 결과는 수학식 2가 건식 필름 두께, 고체 함량 및 점도의 정확한 관계를 입증할 수 없음을 보인다. 또한, 포토레지스트 밀도 및 포토레지스트의 분배 회전 속도는 통상적으로 고정된다. 포토레지스트 밀도와 회전 속도가 고정된 값이라는 전제 하에, 수학식 2에서 회전 속도와 밀도 인자를 상수로 묶고, 필름 두께, 고체 함량 및 점도의 관계를 나타내는 간략화된 수학식 1을 재생된 포토레지스트의 품질 제어를 위한 정량화 등식으로서 제안한다.Experimental results show that
상기 식에서,Where
k0, α, β는 상수이고,k 0 , α, β are constants,
C0는 용액의 고체 함량이고,C 0 is the solids content of the solution,
μ0는 용액의 점도이다.μ 0 is the viscosity of the solution.
상기에서 k0, α 및 β의 값을 하기 실시예에 예시되는 실험들로부터 얻을 수 있다. 본 발명은 재생된 포토레지스트의 품질을 그의 고체 함량의 중량과 점도를 모니터하여 제어한다.The values of k 0 , α and β can be obtained from the experiments illustrated in the examples below. The present invention controls the quality of the regenerated photoresist by monitoring the weight and viscosity of its solids content.
도 1 및 도 2에 대해서, 포토레지스트 재생 방법 및 포토레지스트 재생 시스템의 본 발명에 개시된 모니터 방법의 적용을 상세히 예시한다. 도 1은 본 발명에 따른 포토레지스트 재생 방법에 대한 순서도이다. 도 2는 포토레지스트 재생 시스템(10)의 구성도(schematic diagram)이다. 포토레지스트 재생 방법을 저온 농축 장치(1), 모니터 유닛(2), 여과 유닛(3) 및 용매 공급 장치(4)를 포함하는 포토레지스트 재생 시스템(10)에서 수행하며, 이때 상기 저온 농축 장치(1)는 압축기(11), 냉각 장치(12), 라디에이터(13), 온도 조절 장치(14) 및 필터-건조기(15)를 포함하고; 상기 모니터 유닛(2)은 함량 시험기(21) 및 점도계(22)를 포함하며; 여과 유닛(3)은 1.0 내지 0.1 ㎛ 범위의 기공 크기를 갖는 하나 이상의 필터를 포함한다. 용매 공급 장치(4)는 재생된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 새로운 포토레지스트의 값들에 가깝도록 조절하기 위해 용매를 첨가하기 위한 것이다.1 and 2 illustrate the application of the photoresist regeneration method and the monitoring method disclosed in the present invention of the photoresist regeneration system in detail. 1 is a flowchart of a photoresist regeneration method according to the present invention. 2 is a schematic diagram of the
본 발명에 의해 사용되는 저온 농축 장치는 건조에 의해 포토레지스트의 농축을 수행한다. 포토레지스트는 열 민감성이기 때문에, 농축 공정을 압축기 및 온도 조절 장치를 사용하여 저온 하에서 실행해야 한다. 먼저, 상기 챔버 중에서 순환하는 포화된 공기의 온도를 냉각 장치(12)를 사용하여 이슬점 미만으로 낮추며, 이때 공기 중의 용매 증기가 농축할 것이다. 이어서, 상기 공기는 필터-건조기(15)를 통과하여 건조 공기로 된다. 상기 건조 공기 중의 용매 증기의 함량은 최소이기 때문에, 건조 공기가 매우 휘발성인 용매를 함유하는 포토레지스트를 통과할 때, 공기와 포토레지스트 간의 증기 압 차이는 용매의 물질 이동이 평형에 도달하도록 할 것이다.The low temperature concentration apparatus used by the present invention performs concentration of the photoresist by drying. Since the photoresist is heat sensitive, the concentration process must be carried out under low temperature using a compressor and thermostat. First, the temperature of saturated air circulating in the chamber is lowered below the dew point using the
다시, 포토레지스트는 감광성이기 때문에, 저온 농축 공정을 어둡고 폐쇄된 공간에서 수행해야 한다. 또한, 저온 농축 장치를 상기가 포토레지스트와 건조된 공기 간의 접촉 면적을 증가시켜 농축 효율이 향상되도록 하는 방식으로 디자인해야 한다. 본 발명에 따른 포토레지스트 재생 공정은 도 1에 나타낸 바와 같으며; 먼저 광전자 공학 또는 반도체 공정으로부터의 폐 포토레지스트를 검사하여 상기가 재생 공정에 적합한 지의 여부를 결정하고, 적합하지 않은 경우 버린다. 허용되는 폐 포토레지스트를 과잉 세척 용매의 추출을 위해 저온 농축 장치(1)에 넣어 상기 포토레지스트의 고체 함량을 증가시킨다. 상기 저온 농축 장치의 작동 압력은 대기압이며, 그의 온도를 5 내지 35 ℃, 바람직하게는 25 ℃로 조절한다. 농축 공정에서, 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 모니터 유닛(2)을 사용하여 모니터한다. 회수된 포토레지스트의 고체 함량이 새로운 포토레지스트보다 3 내지 8% 더 높은, 바람직하게는 5% 더 높은 시점에 도달했을 때 상기 농축 공정을 멈춘다. 상기 농축된 회수된 포토레지스트를 0.1 내지 1.0 ㎛ 멤브레인 필터, 바람직하게는 0.2 ㎛ 멤브레인 필터에 통과시켜 상기 중의 미립자들을 제거한다. 이어서 포토레지스트 희석제를 용매 공급 장치(4)를 사용하여 가한다. 폐 포토레지스트의 고체 함량 및 점도를 조절하기 위한 상기 희석제는 바람직하게는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME) 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 또는 이들의 혼합물이다. 본 발명에 따라 회수된 포토레지스트의 고체 함량을 측정하는 방법에는 비 제한적으로 소성 후 저울을 사용하여 포토레지스트의 중량을 측정하는 것이 포함된다. 포토레지스트의 고체 함량을 또한 분광광도계를 사용하여 측정할 수 있다.Again, because the photoresist is photosensitive, the low temperature concentration process must be performed in a dark, closed space. In addition, the low temperature concentrating device should be designed in such a way that it increases the contact area between the photoresist and the dried air so that the concentration efficiency is improved. The photoresist regeneration process according to the present invention is as shown in FIG. 1; First, the waste photoresist from the optoelectronic or semiconductor process is examined to determine whether it is suitable for the regeneration process and discard if not. Acceptable waste photoresist is placed in a
저온 농축 및 용매 첨가 공정에서, 폐 포토레지스트 용액의 고체 함량 및 점도를 모니터 유닛(2)에서 함량 시험기(21) 및 점도계(22)를 각각 사용하여 모니터한다. 회수된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도가 상술한 수학식 1을 통해 수득한 값들에 도달하면 용매의 첨가를 멈춘다. 최종적으로, 조절된 고체 함량을 갖는 폐 포토레지스트를 여과 장치(3')에 통과시켜 상기 용액 중의 미립자를 제거하며; 상기 여과 장치(3')는 0.1 내지 1.0 ㎛ 멤브레인 필터, 바람직하게는 0.2 ㎛ 필터를 포함한다. 상기의 재생된 포토레지스트를 재사용할 수 있다.In the low temperature concentration and solvent addition process, the solids content and viscosity of the waste photoresist solution are monitored in the
본 발명을 실시예에서 추가로 예시하나, 이들 실시예에 나타낸 설명들을 본 발명의 실제 적용에 대한 제한으로서 해석해서는 안 된다.The invention is further illustrated in the examples, but the descriptions shown in these examples should not be construed as limitations on the practical application of the invention.
실시예Example
실험 장치Experimental apparatus
본 실시예의 실험 장치는 하기를 포함한다:The experimental set up of this example includes the following:
저온 농축 장치: 압축기, 냉각 장치, 라디에이터, 온도 조절 장치 및 필터-건조기를 포함한다.Cold concentrators include compressors, chillers, radiators, thermostats and filter-dryers.
모니터 유닛: 함량 시험기 및 초음파 점도계를 포함한다.Monitor unit: includes content tester and ultrasonic viscometer.
여과 유닛: 0.8 ㎛ 및 0.2 ㎛의 기공 크기를 갖는 멤브레인 필터.Filtration unit: membrane filter with pore size of 0.8 μm and 0.2 μm.
농축을 위한 작동 조건: 20 내지 30 ℃의 공기 온도.Operating conditions for concentration: air temperature of 20-30 ° C.
포토레지스트 처리 온도: 23 ℃.Photoresist treatment temperature: 23 ° C.
회수된 Recovered 포토레지스트의Photoresist 물성 측정 Property measurement
상이한 코팅 공정을 사용하여, 폐 포토레지스트를 사용된 다량의 용매에 의해 희석하거나 또는 용매 추출의 결과로서 농축되게 할 수도 있다. 표 1은 포토레지스트 재생 방법에 대한 기준으로서 새로운 포토레지스트의 물성과 농축되지 않은(희석된) 회수된 포토레지스트의 물성, 및 농축 회수된 포토레지스트의 물성을 비교한다. 나타낸 바와 같이, 농축을 가하지 않은 회수된 포토레지스트의 고체 함량 및 점도는 새로운 포토레지스트의 경우보다 더 작은 반면, 농축 후 회수된 포토레지스트의 경우는 새로운 포토레지스트의 경우보다 더 크다.Different coating processes may be used to dilute the waste photoresist with the amount of solvent used or to concentrate as a result of solvent extraction. Table 1 compares the physical properties of the new photoresist with the properties of the unconcentrated (diluted) recovered photoresist and the properties of the concentrated recovered photoresist as a reference for the photoresist regeneration method. As shown, the solids content and viscosity of the recovered photoresist without addition of the concentration are smaller than for the new photoresist, whereas the photoresist recovered after the concentration is greater than for the new photoresist.
상기 실시예는 또한 새로운 포토레지스트, 농축 처리를 가하지 않은 회수된 포토레지스트, 및 농축 회수된 포토레지스트의 휘발률을 시험한다. 표 2에 나타낸 결과들은 일부 매우 휘발성인 세척 용매가 저온 농축 공정에서 제거되었기 때문에, 상기 농축 회수된 포토레지스트는 농축을 가하지 않은 회수된 포토레지스트의 경우보다 더 낮은 휘발성을 나타냄을 가리킨다. 상기는 기판상에 코팅 시 4 개의 구석에서 포토레지스트 두께의 개선을 도울 것이다.The examples also test the volatilities of fresh photoresist, recovered photoresist that had not been subjected to concentration treatment, and concentrated recovered photoresist. The results shown in Table 2 indicate that because some highly volatile wash solvents were removed in the low temperature concentration process, the recovered recovered photoresist exhibited lower volatility than the recovered photoresist without addition of concentration. This will help to improve the photoresist thickness in four corners when coating onto the substrate.
재생된 Recycled 포토레지스트의Photoresist 품질 측정 Quality measurement
본 실시예에서, 농축 및 농축되지 않은 재생된 포토레지스트를 광전자 공학 또는 반도체 공정에 적용시켜 이들의 성질을 검사하고, 이어서 노출 및 현상을 가하여 광전자 공학 또는 반도체 공정에서 이들의 적부를 시험한다. 결과를 표 3에 나타낸다.In this example, concentrated and unconcentrated recycled photoresists are subjected to optoelectronic or semiconductor processes to check their properties, followed by exposure and development to test their suitability in optoelectronic or semiconductor processes. The results are shown in Table 3.
상기 결과들은 농축을 겪지 않은 재생된 포토레지스트의 필름 두께가 허용 기준에는 일치하지만, 그의 균일도는 그렇지 못하며, 상기 필름은 도 3a에 나타낸 바와 같이 4 개의 구석에서 너무 밀집되는 경향이 있다. 다른 한편으로, 본 발명에 개시된 방법에 따라 처리된 재생된 포토레지스트를 사용하는 코팅층의 필름 두께 및 균일도는 광전자 공학 또는 반도체 공정의 허용 기준에 부합한다. 보다 중요하게는, 본 발명에 따른 재생된 포토레지스트는 도 3b에 나타낸 바와 같이 4 개의 구석에서 두께를 개선시키며, 노출 및 현상 후 그의 성능도 또한 공정 요건에 부합한다.The results show that the film thickness of the regenerated photoresist that has not undergone concentration matches the acceptance criteria, but its uniformity is not, and the film tends to be too dense in four corners as shown in FIG. 3A. On the other hand, the film thickness and uniformity of the coating layer using regenerated photoresist treated according to the method disclosed in the present invention meet the acceptance criteria of optoelectronic or semiconductor process. More importantly, the regenerated photoresist according to the invention improves the thickness in four corners as shown in FIG. 3B, and its performance after exposure and development also meets the process requirements.
본 발명은 모든 종류의 세척 용매를 함유하는 포토레지스트에 적합한 포토레지스트 재생 방법을 제공한다.The present invention provides a photoresist regeneration method suitable for photoresists containing all kinds of cleaning solvents.
본 발명의 바람직한 실시태양들을 실시예에 개시하였다. 그러나, 이들 실시예를 본 발명의 실제적으로 적용 가능한 범위에 대한 제한으로서 해석해서는 안 되며, 모든 변경 및 변형들은 그 자체가 다른 실시태양들을 포함하여 본 발명의 진의 및 첨부된 청구의 범위로부터 이탈됨 없이 본 발명의 보호된 범위 및 청구의 범위 내에 있을 것이다.Preferred embodiments of the invention are disclosed in the examples. However, these examples should not be construed as limitations on the practically applicable scope of the present invention, and all changes and modifications are themselves departed from the spirit of the present invention and the appended claims, including other embodiments. It will fall within the protected scope and claims of the present invention without.
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